Question

16．某新款馬桶蓋，如圖甲所示．說明書部分如表和加熱電路圖如圖乙所示．閉合開關S保溫座圈開始加熱，再閉合開關S₀洗凈裝置噴出熱水．試問：[已知C_水=4.2×10³J/（kg•℃）、ρ_水=1.0×10³kg/m³）]

額定電壓		220V
洗凈裝置	出水量	0.8kg/min
	加熱功率	1600W
保溫座圈功率		50W

（1）R₂的阻值是多少？
（2）若洗凈裝置噴水時將水由20℃加熱到40℃，該裝置加熱的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由銘牌可知，正常工作時的電壓和保溫座圈功率，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電阻R₂的阻值；
（2）根據Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量，根據W=Pt求出消耗的電能，應用效率公式可以計算出熱效率．

解答 解：（1）根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知電阻阻值：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{50W}$=968Ω；
（2）已知洗凈裝置工作時出水量為0.8kg/min，
則水吸熱的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.8kg×（40℃-20℃）
=6.72×10⁴J，
消耗的電能：W_加熱=P_加熱t=1600W×60s=9.6×10⁵J，
效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{{W}_{加熱}}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{4}J}{9.6×1{0}^{5}J}$×100%=70%；
答：（1）R₂的阻值是968Ω；
（2）若洗凈裝置噴水時將水由20℃加熱到40℃，該裝置加熱的效率是70%．

點評 本題考查了熱量的計算和電功率、效率等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，注意計算時的單位變換要正確．難度不大，是一道較簡單的應用題．